Конструирование и моделирование энергетических устройств

Материал из Wiki
Перейти к: навигация, поиск

Инструкция

1. Ознакомьтесь с Требованиями к конкурсным материалам (Положение о конкурсе).

2. Подготовьте свое изображение в виде файла в формате JPG объемом не более 300 Кб. Изменить изображение можно в любом графическом редакторе или с использованием программы Microsoft Picture Manager (входит в стандартный пакет Microsoft Office).

3. Загрузите графический файл в викихранилище, назвав его при этом УНИКАЛЬНЫМ именем латинскими буквами (см. соответствующий раздел Справки [[1]] .

4. Войдите в режим «Править» (на верхней панели) и создайте раздел (после ранее размещенных рисунков) со своим именем (ваш логин): ENERGO - номер школы или название учебного учреждения – ФАМИЛИЯ (латиницей). Для этого нажмите кнопку "Заголовок второго уровня".

5. Разместите подготовленное изображение в поле созданного раздела, нажав на кнопку "Встроенный файл" на панели инструментов. Максимальный размер, отображаемый на странице - 600 пикселей по ширине.

6. Поставьте подпись участника соответствующей кнопкой на панели инструментов форматирования текста.

7. Чтобы применить дополнительные параметры к изображению, используйте правила вики-разметки (см. раздел «Справка» на левой панели).

8. Нажмите «Предварительный просмотр» (на нижней панели), проверьте, как разместилось на странице ваше изображение, и запишите страницу (команда «Записать страницу» на нижней панели).

9. Если нужно внести правки после записи, примените команду «Править» (на верхней панели), внесите исправления и снова запишите страницу.

Будьте аккуратны, чтобы случайно не удалить изображения других участников!

Не забудьте также разместить фотографии и описание модели (устройства) и на своей личной странице! (см. Инструкцию в разделе «Справка»)

Izobretatel.jpg


Пример размещения информации о модели конкурса "Энергетика для всех-2017"

ENERGO-91-SAVCHENKO

Система передачи электроэнергии основана на феномене резонансной электромагнитной индукции. Данный трансформатор Теслa представлен схемой (см. рис. 1) на одном транзисторе и двух обмотках L1 и L2. С катушки L2 выходит высокое напряжение, подающееся на иголку, на которой создается искровой разряд.

Вторичная катушка сделана вручную из диэлектрической трубки длиной 25 см, на которую намотано 4970 витков проволоки (см. рис. 2).

Схема состоит из: светодиода, конденсатора C1, сопротивлений:R1 (11 кОм), R2 (33 кОм), R3 (11 кОм), R4 (20 кОм), транзистора КТ840Б. Одно сопротивление идет на светодиод, а 3 других соединяются параллельно.

Спаянные элементы представлены на рисунке 3.

Подносим энергосберегающую лампочку к прибору, не прикасаясь к нему (см. рис. 4). Вуаля! Лампа горит, а проводов, подводящих к ней электрический ток, нет!

УЧАСТНИК ENERGO-91-SAVCHENKO


ENERGO-27-MATYASHOV

Название модели: Гидроаккумулирующая электростанция

Первые ГАЭС появились в конце 19 века. В 1882 году в Швейцарии, в окрестностях Цюриха, была построена установка Леттен с двумя насосами общей мощностью в 103 кВт. Спустя 12 лет подобная установка заработала на одной из итальянских прядильных фабрик. Если к началу 20 века общее число ГАЭС в мире не превышало четырёх, то уже к началу 1960-х оно достигло 72, а к 2010 году - 460.

На схеме показаны: верхний бассейн, нижний бассейн, ГАЭС, трубопровод. Принцип работы гидроаккумулирующих электростанций очень прост: есть два резервуара с водой - один на высоте, другой пониже. Закачиваешь воду в верхний - накапливается потенциальная энергия. Нужна энергия, из верхнего резервуара воду сливаешь в нижний и эта потенциальная энергия воды превращается в электрическую и сразу подается в сеть.

Ночью, когда электрической энергии требуется меньше, вода остатками электроэнергии из нижнего резервуара перекачивается обратно в верхний. Днем потенциальная энергия воды снова превращается в электрическую и подается в сеть.

GGFGhcjk123kg675.jpg

AuAOwXD2GJo.jpg

YYejneJIbjc.jpg

OLjJ5 ohOKw.jpg

УЧАСТНИК ENERGO-27-MATYASHOV 15:07, 22 октября 2019 (MSK)


ENERGO-POISK-KASMYNINA

Водяное колесо

Водяное колесо используют для преобразования энергии падающей воды в энергию вращательного движения, благодаря чему на оси колеса можно совершать работу. Когда вода падает вниз с определённой высоты, она освобождает энергию, которую можно применить в различных целях. Например, на мельницах и гидроэлектростанциях.

Я решила попробовать сконструировать из подручных средств модель водяного колеса.

Я использовала: лист картона, упаковку из-под яиц, нить, гвоздь, линейку, карандаш, клей.

Из листа картона, я вырезала 2 одинакового круга, в середине которых сделала отверстия. Затем разрезала коробку из-под яиц. У меня получились «ведёрки». Я покрыла их лаком, чтобы не промокли. Затем ведерки приклеила по краю одного круга дном к центру. Сверху этой конструкции наклеила второй круг. Затем в отверстие я просунула гвоздь. К одному концу гвоздя я привязала груз (карандаш). Затем подвязала колесо к опоре. Я использовала для этого линейку. Теперь колесо готово, можно проверить его работу.

Я подставила колесо под струю воды из-под крана. Колесо начало двигаться, а карандаш стал подниматься.

В результате я увидела принцип действия водяного колеса. Вода наполняла ведёрки. Они опускались. Движение ведёрок крутило колесо вместе с гвоздём. Нитка наматывалась на гвоздь, поднимая карандаш.

Меняя груз можно проверить какой максимальный вес сможет поднять данное водяное колесо.

Koleso1.JPG Koleso2.JPG

УЧАСТНИК ENERGO-POISK-KASMYNINA 21:13, 5 ноября 2019 (MSK)


ENERGO-STL-SIDOROV

Генератор Фарадея

Принцип работы данной установки основан на законе электромагнитной индукции. Закон говорит, что при всяком изменении магнитного потока через площадь, ограниченную проводящим контуром, в последнем возникает ЭДС (электро движущая сила) индукции, а если контур замкнут, то в нём протекает индукционный ток, направленный таким образом, что своим магнитным полем препятствует любому изменению магнитного потока через площадь, ограниченную контуром, по которому он протекает.

Для создания конструкции мне понадобились следующие материалы: Медная проволока площадью поперечного сечения 0,2 мм, 3-х вольтовый светодиод, неодимовый магнит средних размеров, пластиковый тубус (Рис.2).

Для начала, я обмотал цилиндр проволокой. Для ускорения процесса обмотки я воспользовался шуруповёртом, но на качество это не повлияло (Рис.3).

После того, как обмотка была готова, я припаял светодиод к концам проводов так, как показано на схеме (Рис.1).

Во внутрь тубуса я поместил магнит, который там легко перемещается в случае движения конструкции. Теперь, если потрясти созданное мною устройство, светодиод будет загораться (Рис.4).

Детально рассмотреть процесс работы генератора можно на видео, которое я снял во время эксперимента, пройдя по ссылке https://youtu.be/-J5_U6mLdgI.

УЧАСТНИК ENERGO-STL-SIDOROV


ENERGO-129-BAIKOVA19

Конструирование и моделирование энергетических устройств. Моделирование ветрогенераторов для бытовых нужд в Blender

«В связи с ростом цен на энергоносители, все больше владельцев частных домов обращаются к возобновляемым и нетрадиционным источникам энергии, таких как ветровая, солнечная, гидроэнергия и геотермальная» — гласила однажды прочитанная мною статья. Разумеется, я загорелась идеей оборудовать свой дачный участок всеми возможными источниками альтернативных видов энергии. Размышляя над тем, какой источник энергии , вырабатывающий электроэнергию, выбрать я пришла к выводу, что начать стоит с ветра. В частности, ветер является практически неисчерпаемым источником, и потому может служить реальной основой устойчивого развития человечества. Предложив эту идею отцу, я ожидала услышать одобрение, однако в ответ услышала смешок и фразу: «Молодец, сделай все, а я посмотрю». Так как я не располагала соответствующими необходимыми средствами, то решила смоделировать наш дачный участок с помощью виртуальной реальности. Но прежде (для точности и достоверности) постаралась понять, какие же ветряки выгоднее использовать. Для удобства создала таблицу.


BAikova6.jpg


После анализа таблицы я сделала вывод, что из этих ветрогенераторов наиболее эффективным является трехлопастный, так как у геликоидного ветрогенератора низкая мощность, а однолопастный имеет напряжение 48В. При напряжении 48В приборы могут работать только от аккумулятора. Также цена установки однолопастного ротора имеет большую стоимость. Далее с помощью Blender (профессионального открытого программного обеспечения для создания трёхмерной компьютерной графики) создала макет дома (приблизительно похожего) и трехлопастных ветрогенераторов, которые поместила у дома. Моделировала ветрогенераторы с помощью представленного ниже чертежа. Вот что в итоге вышло.

Baikova7.jpg


Baikova1.jpg


Baikova2.jpg


Baikova3.jpg


Baikova55.jpg


Baikova5.jpg


Baikova4.jpg


УЧАСТНИК ENERGO-129-BAIKOVA19


ENERGO-13-ANOHIN

Название модели: Гидравлический экскаватор

Гидравлический экскаватор - это очень интересная модель, работающая благодаря давлению жидкости в цилиндрах.

Необходимые материалы:

  • фанера
  • шприцы 6 шт.
  • капельница
  • подшипник
  • саморезы, болты, гайки.

Нажимая на поршень шприца, давление передается по трубке через воду в шприц на корпусе и поршень высовывается. При этом поршень двигает плечо нашего экскаватора. При оттягивании поршня шприца, все происходит в обратном порядке – поршень втягивается.

Такая гидравлическая система используется и в настоящих экскаваторах. Только вместо шприцов и трубок используются металлические цилиндры и шланги, а вместо воды в них налито специальное масло.

Гидравлические машины более подвижные и технологически гибкие, чем механические.

Основная область использования гидравлического экскаватора – разработка грунтов (в массиве или дробленых) с их последующей погрузкой в транспортные средства или выбросом в отвал. Эти самоходные машины находят применение в следующих отраслях:

в добыче полезных ископаемых открытым способом в карьерах,

возведении зданий и сооружений,

строительстве трубопроводов и объектов транспортной инфраструктуры.

Видеообзор: [2]


ENERGO-13-ANOHIN.jpg


УЧАСТНИК ENERGO-13-ANOHIN


ENERGO-STL-PYATNITSA19

Разработка альтернативных источников энергии остаётся актуальным для инженерного творчества. Экологическая безопасность таких источников энергии тоже очень важна.

Разрабатываемая мною схема ветроэлектростанции имеет ряд преимуществ. Для такой станции на земле нужно делать только простейший фундамент для генератора, преобразователей и аккумуляторов. Это значительно снижает вред природе от строительства станции. Вентилятор располагается на аэростате, на высотах, где будут оптимальные ветра. Влияние шума от такого вентилятора на земле также будет минимальным.

Решающим параметром для создания аэростатической электростанции должен быть малый вес конструкции, поднимаемой на рабочую высоту. Для тяжёлого оборудования нужно будет использовать больший воздушный шар. Большой воздушный шар будет иметь более высокое сопротивление при ветре.

Я представляю действующую модель ветроэлеткростанции на аэростате.

Чтобы уменьшить вес, детали каркаса вентилятора изготавливались из композитных материалов на основе эпоксидиановых смол, стекловолокна и пенопластового наполнителя. Получилась лёгкая, прочная и жёсткая конструкция вентилятора. Для подъёма конструкции такой массы нам потребовалось несколько воздушных шаров. Я собрал вентилятор и закрепил его на воздушных шарах. Вентилятор тросом соединил через систему шестерёнок с генератором тока. Получился механический редуктор типа мультипликатор. Скорость вращения генератора через редуктор повышалась почти в 6 раз.

Генератор на каркасе закреплён на основании. К этому основанию растяжками так же закреплены воздушные шары с вентилятором. Растяжки нужны специально для того, чтобы надёжно удерживать воздушные шары на необходимой высоте при воздействии ветра.

STL PYTNITSA 19 Ris vetr 3.jpg

УЧАСТНИК ENERGO-STL-PYATNITSA19 00:37, 5 ноября 2019 (MSK)


ENERGO-13-PONOMAREV

Тема: "Умная солнечная батарея"

Конструирование и моделирование осветительного устройства с детектором движения, с возможностью подзарядки и слежения за источником света.

Цель: создать устройство, удобное для пользователя. В проекте реализованы три удобных функций: 1) Экономия электроэнергии: источник света работает только если мимо него проходит человек.2) Имеется возможность подзарядки от солнечной батареи.3)Солнечные батареи меняют свою ориентацию, поворачиваясь к источнику света .

Актуальность: среди имеющихся в продаже осветительных средств существуют те , у которых есть возможность подзарядки, но в нашем устройстве реализована функция автоматической ориентации.Подобных устройств не существует, это делает наше устройство обладающим дополнительными преимуществами.

УЧАСТНИК ENERGO-13-PONOMAREV


ENERGO-STL-ZHIRKIN19

Электрические станции на основе технологии прямого осмоса

234.jpg

УЧАСТНИК ENERGO-STL-ZHIRKIN19


ENERGO-SAMLIT-SHELUDKIN19

FotoElements.jpg


ENERGO-SAMLIT-SHELUDKIN19-11111.jpg


WRPcouBNEII.jpg


На готовые образцы пористого кремния были нанесены контакты.
Зависимости фототока от расстояния для белого света показывают, что на образцах А и М есть два перехода, на которых генерируются носители заряда, это согласуется с предварительными измерениями термо - э.д.с., которые показали на них n-тип с обеих сторон, а исходная пластина была р-типа проводимости. По мере ослабления света (увеличения расстояния) влияние тыльного перехода ослабевает. На образце Л второго (тыльного) перехода нет. Измерения с фильтрами показывают, что лучше всего образец А чувствует желтый свет. Это косвенно доказывает, что на поверхности образца присутствует слой материала, более чувствительного к желтому свету, чем кремний, поскольку кремний более чувствителен к красному. Исходя из технологии образца, таким слоем может быть слой пористого кремния или карбида кремния. Это подтверждает перспективность использования пористого кремния и карбида кремния в солнечных элементах, т.к. желтая часть солнечного спектра - самая энергичная.

УЧАСТНИК ENERGO-SAMLIT-SHELUDKIN19


ENERGO-SAMLIT-SAVELYEV19, ENERGO-SAMLIT-FROLOV19

Адаптивная солнечная панель

Данное устройство представляет собой адаптивную солнечную панель способную поворачивать активную часть в 3 плоскостях. Привод состоит из 3 сервоприводов, соединенных с помощью дельта-соединения. В качестве активных элементов использованы последовательно соединенные 160 полупроводников, способных суммарно генерировать до 12-18В в солнечный день, и до 6В при пасмурной, облачной погоде. Данное устройство вполне реально размещать на верхней части на столбов освещения.

УЧАСТНИК ENERGO-SAMLIT-SAVELYEV19

УЧАСТНИК ENERGO-SAMLIT-FROLOV19




На главную

На страницу проекта Энергетика для всех-2019